ไร้สาย ประวัติศาสตร์และโหมด
การสื่อสารแบบไร้สาย (หรือแบบไร้สายเมื่อบริบทอนุญาต) คือการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างจุดสองจุดขึ้นไปที่ไม่ได้ใช้ตัวนำไฟฟ้าเป็นสื่อในการถ่ายโอน ส่วนใหญ่ที่พบบ่อยเทคโนโลยีไร้สายใช้คลื่นวิทยุ ด้วยคลื่นวิทยุระยะตั้งใจสามารถจะสั้นเช่นไม่กี่เมตรสำหรับบลูทู ธหรือเท่าที่นับล้านกิโลเมตรสำหรับการสื่อสารทางวิทยุลึกพื้นที่ มันครอบคลุมประเภทต่างๆของการแก้ไขและการใช้งานแบบพกพามือถือรวมทั้งวิทยุสองทาง , โทรศัพท์มือถือ , ผู้ช่วยดิจิตอลส่วนบุคคล (พีดีเอ) และเครือข่ายไร้สาย ตัวอย่างอื่น ๆ ของการใช้งานของวิทยุเทคโนโลยีไร้สายรวมถึงจีพีเอสหน่วยopeners ประตูโรงรถไร้สายเมาส์คอมพิวเตอร์ , แป้นพิมพ์และชุดหูฟัง , หูฟัง , เครื่องรับวิทยุ , โทรทัศน์ผ่านดาวเทียม , ออกอากาศทางโทรทัศน์และโทรศัพท์ไร้สาย วิธีการที่ใช้กันทั่วไปในการสื่อสารแบบไร้สายที่พบได้น้อย ได้แก่ การใช้เทคโนโลยีไร้สายแม่เหล็กไฟฟ้าอื่น ๆเช่นแสงสนามแม่เหล็กหรือสนามไฟฟ้าหรือการใช้เสียง คำว่าไร้สายถูกใช้สองครั้งในประวัติการสื่อสารโดยมีความหมายแตกต่างกันเล็กน้อย เริ่มใช้ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2433 สำหรับเทคโนโลยีการส่งและรับสัญญาณวิทยุครั้งแรกเช่นเดียวกับการโทรแบบไร้สายจนกระทั่งวิทยุคำใหม่เข้ามาแทนที่ในปี พ.ศ. 2463 วิทยุในสหราชอาณาจักรที่ไม่สามารถพกพาได้ยังคงเรียกว่าชุดไร้สายในทศวรรษที่ 1960 . คำนี้ได้รับการฟื้นฟูในช่วงทศวรรษที่ 1980 และ 1990 เพื่อแยกความแตกต่างของอุปกรณ์ดิจิทัลที่สื่อสารโดยไม่ใช้สายเช่นตัวอย่างที่ระบุไว้ในย่อหน้าก่อนหน้าจากอุปกรณ์ที่ต้องใช้สายไฟหรือสายเคเบิล เรื่องนี้กลายเป็นการใช้งานหลักในยุค 2000 เนื่องจากการกำเนิดของเทคโนโลยีเช่นบรอดแบนด์มือถือ , Wi-Fiและบลูทู ธ การดำเนินการแบบไร้สายอนุญาตให้บริการเช่นโทรศัพท์เคลื่อนที่และการสื่อสารระหว่างดาวเคราะห์ซึ่งเป็นไปไม่ได้หรือไม่สามารถใช้งานได้กับการใช้สายไฟ คำนี้มักใช้ในอุตสาหกรรมโทรคมนาคมเพื่ออ้างถึงระบบโทรคมนาคม (เช่นเครื่องส่งและเครื่องรับวิทยุรีโมทคอนโทรล ฯลฯ ) ซึ่งใช้พลังงานบางรูปแบบ (เช่นคลื่นวิทยุพลังงานอะคูสติก) เพื่อถ่ายโอนข้อมูลโดยไม่ต้องใช้สายไฟ . [1] [2] [3]ข้อมูลจะถูกถ่ายโอนในลักษณะนี้ทั้งในระยะทางสั้นและระยะไกล
การสื่อสารทางวิทยุและไมโครเวฟนำข้อมูลโดยการปรับคุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ส่งผ่านอวกาศ เลเซอร์ลิงค์แบบ 8-beam free space optics ซึ่งได้รับการจัดอันดับ 1 Gbit / s ที่ระยะประมาณ 2 กม. ตัวรับคือแผ่นดิสก์ขนาดใหญ่ที่อยู่ตรงกลางเครื่องส่งสัญญาณที่มีขนาดเล็กกว่า ที่มุมด้านบนและด้านขวาจะมี ตาข้างเดียวสำหรับช่วยในการจัดตำแหน่งของหัวทั้งสอง ฟรีพื้นที่การสื่อสารทางแสง (FSO) คือการสื่อสารทางแสงเทคโนโลยีที่ใช้แสงแพร่กระจายในพื้นที่ว่างในการส่งข้อมูลแบบไร้สายสำหรับการสื่อสารโทรคมนาคมหรือระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ "พื้นที่ว่าง" หมายความว่าลำแสงเดินทางผ่านที่โล่งหรืออวกาศ สิ่งนี้แตกต่างกับเทคโนโลยีการสื่อสารอื่น ๆ ที่ใช้ลำแสงที่เดินทางผ่านสายส่งเช่นใยแก้วนำแสงหรือ "ท่อแสง" ที่เป็นอิเล็กทริก เทคโนโลยีนี้มีประโยชน์ในกรณีที่การเชื่อมต่อทางกายภาพไม่สามารถใช้งานได้จริงเนื่องจากค่าใช้จ่ายสูงหรือข้อควรพิจารณาอื่น ๆ ตัวอย่างเช่นการเชื่อมต่อออปติคอลพื้นที่ว่างจะใช้ในเมืองระหว่างอาคารสำนักงานที่ไม่มีสายสำหรับระบบเครือข่ายซึ่งค่าใช้จ่ายในการเดินสายเคเบิลผ่านอาคารและใต้ถนนจะเป็นสิ่งที่ห้ามไม่ได้ อีกตัวอย่างหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคืออุปกรณ์IR สำหรับผู้บริโภคเช่นรีโมทคอนโทรลและเครือข่ายIrDA ( Infrared Data Association ) ซึ่งใช้เป็นทางเลือกสำหรับเครือข่ายWiFiเพื่อให้แล็ปท็อป PDA เครื่องพิมพ์และกล้องดิจิทัลแลกเปลี่ยนข้อมูลได้ การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าอนุญาตให้สื่อสารและส่งกำลังได้ในระยะสั้นเท่านั้น ถูกใช้ในสถานการณ์ทางชีวการแพทย์เช่นเครื่องกระตุ้นหัวใจและแท็กRFIDระยะสั้น
และ fm วิทยุและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ทำให้การใช้งานของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ความถี่ของคลื่นวิทยุที่มีอยู่สำหรับการใช้งานสำหรับการสื่อสารที่จะถือว่าเป็นทรัพยากรสาธารณะและถูกควบคุมโดยองค์กรต่าง ๆ เช่นอเมริกันFederal Communications Commission , Ofcomในสหราชอาณาจักรระหว่างประเทศITU-RหรือยุโรปETSI ข้อบังคับของพวกเขากำหนดว่าช่วงความถี่ใดที่สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์อะไรและโดยใคร ในกรณีที่ไม่มีการควบคุมหรือการเตรียมการทางเลือกเช่นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแบบแปรรูปความสับสนวุ่นวายอาจส่งผลให้ตัวอย่างเช่นหากสายการบินไม่มีความถี่เฉพาะในการทำงานและพนักงานวิทยุสมัครเล่นกำลังขัดขวางความสามารถของนักบินในการลงจอดเครื่องบิน การสื่อสารไร้สายครอบคลุมสเปกตรัมตั้งแต่ 9 kHz ถึง 300 GHz [ ]
หนึ่งในตัวอย่างที่รู้จักกันดีที่สุดของเทคโนโลยีไร้สายคือโทรศัพท์มือถือหรือที่เรียกว่าโทรศัพท์เคลื่อนที่ซึ่งมีการสมัครใช้บริการเซลลูลาร์มือถือมากกว่า 6.6 พันล้านคนทั่วโลก ณ สิ้นปี 2010 [17]โทรศัพท์ไร้สายเหล่านี้ใช้คลื่นวิทยุจากสัญญาณ - เสาส่งสัญญาณเพื่อให้ผู้ใช้สามารถโทรออกจากสถานที่ต่างๆทั่วโลก สามารถใช้ภายในระยะของไซต์โทรศัพท์มือถือที่ใช้ในการจัดวางอุปกรณ์ที่จำเป็นในการส่งและรับสัญญาณวิทยุจากเครื่องมือเหล่านี้ [18] การสื่อสารข้อมูลไร้สายช่วยให้เครือข่ายไร้สายระหว่างคอมพิวเตอร์เดสก์ทอป , แล็ปท็อป , คอมพิวเตอร์แท็บเล็ต , โทรศัพท์มือถือและอุปกรณ์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง เทคโนโลยีต่างๆที่มีให้แตกต่างกันไปตามความพร้อมใช้งานในพื้นที่ช่วงความครอบคลุมและประสิทธิภาพ[19]และในบางสถานการณ์ผู้ใช้ใช้การเชื่อมต่อหลายประเภทและสลับไปมาระหว่างกันโดยใช้ซอฟต์แวร์ตัวจัดการการเชื่อมต่อ[20] [21]หรือVPN บนมือถือเพื่อจัดการการเชื่อมต่อหลาย ๆ การรักษาความปลอดภัยเดียวเครือข่ายเสมือน [22]เทคโนโลยีที่รองรับ ได้แก่ : Wi-Fiเป็นเครือข่ายท้องถิ่นแบบไร้สาย ที่ช่วยให้อุปกรณ์คอมพิวเตอร์แบบพกพาสามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่น ๆ อุปกรณ์ต่อพ่วงและ อินเทอร์เน็ตได้อย่างง่ายดาย [ ]มาตรฐานเป็น มาตรฐาน IEEE 802.11 , B , G , n , AC , ขวาน , Wi-Fiมีการเชื่อมโยงความเร็วคล้ายกับมาตรฐานเก่าของแบบใช้สาย อีเธอร์เน็ต Wi-Fi กลายเป็นมาตรฐานโดยพฤตินัยสำหรับการเข้าถึงในบ้านส่วนตัวภายในสำนักงานและที่ฮอตสปอตสาธารณะ [23]ธุรกิจบางแห่งเรียกเก็บค่าบริการรายเดือนจากลูกค้าในขณะที่ธุรกิจอื่น ๆ ได้เริ่มให้บริการฟรีเพื่อเพิ่มยอดขายสินค้าของตน [24] บริการข้อมูลมือถือให้ความคุ้มครองอยู่ในช่วง 10-15 ไมล์จากที่ใกล้ที่สุด เว็บไซต์มือถือ [19]ความเร็วได้เพิ่มขึ้นเป็นเทคโนโลยีที่มีการพัฒนาจากเทคโนโลยีที่ก่อนหน้านี้เช่น GSM , CDMAและ GPRSผ่าน 3Gเพื่อ 4Gเครือข่ายเช่น W-CDMA , EDGEหรือ CDMA2000 [25] [26]ในฐานะของปี 2018 รุ่นต่อไปเสนอเป็น 5G เครือข่ายบริเวณกว้างที่ใช้พลังงานต่ำ ( LPWAN ) เชื่อมช่องว่างระหว่าง Wi-Fi และ Cellular สำหรับแอปพลิเคชันInternet of Things (IoT) ที่ มีบิตเรตต่ำ อาจใช้การสื่อสารผ่านดาวเทียมเคลื่อนที่ในกรณีที่การเชื่อมต่อไร้สายอื่น ๆ ไม่สามารถใช้งานได้เช่นในพื้นที่ชนบทส่วนใหญ่ [27]หรือสถานที่ห่างไกล [19]การสื่อสารผ่านดาวเทียมที่มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับ การขนส่ง , การบิน , การเดินเรือและ ทหารใช้ [28] เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สายมีหน้าที่ตรวจจับสัญญาณรบกวนสัญญาณรบกวนและกิจกรรมในเครือข่ายการรวบรวมข้อมูล สิ่งนี้ช่วยให้เราตรวจจับปริมาณที่เกี่ยวข้องตรวจสอบและรวบรวมข้อมูลกำหนดหน้าจอผู้ใช้ที่ชัดเจนและทำหน้าที่ในการตัดสินใจ [29] การสื่อสารข้อมูลแบบไร้สายใช้เพื่อขยายระยะทางที่ไกลเกินกว่าความสามารถของการเดินสายทั่วไปในการสื่อสารแบบจุดต่อจุดและการสื่อสารแบบจุดต่อจุดเพื่อให้ลิงก์การสื่อสารสำรองในกรณีที่เครือข่ายล้มเหลวตามปกติเพื่อเชื่อมโยงเวิร์กสเตชันแบบพกพาหรือชั่วคราว เพื่อเอาชนะสถานการณ์ที่การเดินสายปกติทำได้ยากหรือไม่สามารถดำเนินการทางการเงินได้หรือเพื่อเชื่อมต่อผู้ใช้มือถือหรือเครือข่ายจากระยะไกล อุปกรณ์ต่อพ่วงในการคำนวณยังสามารถเชื่อมต่อแบบไร้สายโดยเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่าย Wi-Fi หรือโดยตรงผ่านอินเทอร์เฟซอุปกรณ์ต่อพ่วงออปติคอลหรือคลื่นความถี่วิทยุ (RF) เดิมทีหน่วยเหล่านี้ใช้ตัวรับส่งสัญญาณขนาดใหญ่ในพื้นที่สูงเพื่อเป็นสื่อกลางระหว่างคอมพิวเตอร์กับแป้นพิมพ์และเมาส์ อย่างไรก็ตามคนรุ่นใหม่ ๆ ได้ใช้อุปกรณ์ที่มีขนาดเล็กและมีประสิทธิภาพสูงกว่า อินเทอร์เฟซความถี่วิทยุเช่นบลูทู ธหรือUSB ไร้สายให้ช่วงการใช้งานที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยปกติจะอยู่ที่ 10 ฟุต แต่ระยะทางอุปสรรคทางกายภาพสัญญาณที่แข่งขันกันและแม้แต่ร่างกายมนุษย์ก็สามารถลดคุณภาพของสัญญาณได้ [30]ความกังวลเกี่ยวกับความปลอดภัยของแป้นพิมพ์ไร้สายเกิดขึ้นเมื่อปลายปี 2550 เมื่อมีการเปิดเผยว่าการใช้การเข้ารหัสของ Microsoft ในรุ่น 27 MHz บางรุ่นนั้นไม่ปลอดภัยอย่างมาก [31] การถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สายเป็นกระบวนการที่พลังงานไฟฟ้าถูกส่งจากแหล่งพลังงานไปยังโหลดไฟฟ้าที่ไม่มีแหล่งพลังงานในตัวโดยไม่ต้องใช้สายไฟที่เชื่อมต่อกัน มีสองวิธีพื้นฐานที่แตกต่างกันสำหรับการถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สาย สามารถถ่ายโอนพลังงานได้โดยใช้วิธีการระยะไกลที่เกี่ยวข้องกับการส่องแสงพลังงาน / เลเซอร์การส่งสัญญาณวิทยุหรือไมโครเวฟหรือระยะใกล้โดยใช้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า [32]การถ่ายโอนพลังงานแบบไร้สายอาจรวมกับการส่งข้อมูลแบบไร้สายในสิ่งที่เรียกว่า Wireless Powered Communication [33]ในปี 2015 นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยวอชิงตันได้แสดงให้เห็นถึงการถ่ายโอนพลังงานระยะไกลโดยใช้สัญญาณ Wi-Fi ไปยังกล้องถ่ายรูป [34] เทคโนโลยีไร้สายใหม่เช่นเครือข่ายบริเวณร่างกายเคลื่อนที่ (MBAN) มีความสามารถในการตรวจสอบความดันโลหิตอัตราการเต้นของหัวใจระดับออกซิเจนและอุณหภูมิของร่างกาย MBAN ทำงานโดยการส่งสัญญาณไร้สายที่ใช้พลังงานต่ำไปยังเครื่องรับที่ป้อนเข้าไปในสถานีพยาบาลหรือสถานที่ตรวจสอบ เทคโนโลยีนี้ช่วยป้องกันความเสี่ยงโดยเจตนาและไม่เจตนาของการติดเชื้อหรือการขาดการเชื่อมต่อที่เกิดขึ้นจากการเชื่อมต่อแบบใช้สาย [35]
Write a Comment